集裝箱碼頭的新型自動(dòng)化裝卸工藝的研究

201*10612046劉宜彬集裝箱碼頭管理課程論文

集裝箱碼頭的新型自動(dòng)化裝卸工藝的研究

摘要：闡述了新型自動(dòng)化集裝箱岸橋的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)、工作過程以及集裝箱堆場(chǎng)自動(dòng)化堆存若干關(guān)鍵技術(shù)問題,參考了國外的碼頭的實(shí)例提出了基于自動(dòng)化倉儲(chǔ)技術(shù)的新型自動(dòng)化集裝箱裝卸工藝。關(guān)鍵詞：岸橋；自動(dòng)化堆場(chǎng)；集裝箱；裝卸工藝

ResearchonHandlingProcessesofaNewTypeofAutomation

ContainerTerminal

Abstract:Thisarticlestatesthequaysidecontainergantrycraneinaspectsofstructure,characteristicandworkprocess,discussessomekeytechnologiesinautomaticstackandstorageincontainerstackyard.Referencedtotheforeigncases,sothatanewkindofautomaticcontainerhandlingprocessbasedonautomaticinventorytechnologyisputtedforward.

Keywords:quaysidecontainergantrycrane;automaticstackyard;container;handlingprocess

引言

集裝箱運(yùn)輸是在國際貿(mào)易中發(fā)展起來的一種高效率、大規(guī)模生產(chǎn)的運(yùn)輸工藝。這種新的運(yùn)輸方式，具有如下的優(yōu)點(diǎn):(1)最有效地提高件貨的裝卸效率;(2)船舶裝卸實(shí)現(xiàn)全天候作業(yè);(3)充分利用了貨物堆存場(chǎng)地的面積和空間，基本取消了倉庫;(4)實(shí)現(xiàn)了“門”到“門”的貨運(yùn)，降低運(yùn)輸成本，減少了貨損貨差;(5)縮短貨物運(yùn)輸時(shí)間。由于集裝箱運(yùn)輸具有上述優(yōu)越性，使其得到高速發(fā)展。集裝箱碼頭是海陸聯(lián)運(yùn)的樞紐。集裝箱碼頭裝卸工藝是在集裝箱從卸船到離港與從進(jìn)港到裝船的搬運(yùn)過程中采用的工藝流程、裝卸搬運(yùn)機(jī)械類型及其相互配合作業(yè)的方式。

為適應(yīng)集裝箱吞吐量快速增長的需要和集裝箱船舶大型化的趨勢(shì)，進(jìn)一步縮短船舶靠泊時(shí)間，降低碼頭、船東及貨主等的單箱成本，各港口都在裝卸工藝方面進(jìn)行了探索，取得了豐富經(jīng)驗(yàn)。集裝箱裝卸工藝的選擇要根據(jù)碼頭具體情況，集裝箱碼頭相對(duì)一般件雜貨碼頭，其最突出的優(yōu)點(diǎn)是作業(yè)的高效性，而裝卸工藝是碼頭作業(yè)高效的保證。因此，集裝箱碼頭的新型裝卸工藝，是港口內(nèi)涵擴(kuò)大再生產(chǎn)的重要手段，是順利提高碼頭生產(chǎn)效率的前提。

集裝箱碼頭裝卸工藝系統(tǒng)一般由裝卸船作業(yè)、堆場(chǎng)作業(yè)和水平作業(yè)三部份組成。

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1國外自動(dòng)化集裝箱碼頭的發(fā)展現(xiàn)狀

1.1德國漢堡港CTA集裝箱碼頭

德國漢堡港CTA集裝箱碼頭建于1999年，1期工程于201*年建成投產(chǎn)。為了提高作業(yè)效率和服務(wù)水平，降低勞動(dòng)力成本，增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭力，CTA碼頭順應(yīng)集裝箱碼頭自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)，采用先進(jìn)的裝卸設(shè)備，實(shí)現(xiàn)碼頭作業(yè)自動(dòng)化。CTA碼頭岸線長約1400m，占地面積85萬m2，共有4個(gè)泊位，年吞吐能力190萬TEU；堆場(chǎng)沿與岸線垂直的方向能堆放22列集裝箱，堆高4層，堆存能力30萬TEU；碼頭前沿配備14臺(tái)超級(jí)超巴拿馬型岸橋，可快速裝卸大型集裝箱船；鐵路作業(yè)區(qū)有6條長700m的平行裝卸作業(yè)車道，配備4臺(tái)跨6條車道的軌道式龍門起重機(jī)，可進(jìn)行鐵路裝卸作業(yè)。

1.2日本名古屋港Tobishima集裝箱碼頭

名古屋港Tobishima集裝箱碼頭是日本首個(gè)全自動(dòng)集裝箱碼頭，也是目前公認(rèn)的世界上最先進(jìn)的自動(dòng)化集裝箱碼頭之一。該碼頭共有2個(gè)泊位，分別于201*年12月和201*年12月投入運(yùn)營。由于日本為多地震國家，其集裝箱碼頭的結(jié)構(gòu)和設(shè)備均采用強(qiáng)化抗震的設(shè)計(jì)工藝，以減小地震危害。Tobishima碼頭前沿共配備6臺(tái)超巴拿馬型岸橋，水平運(yùn)輸采用自動(dòng)導(dǎo)引車，堆場(chǎng)采用全自動(dòng)輪胎式龍門起重機(jī)。Tobishima碼頭是目前世界上唯一采用全自動(dòng)輪胎式龍門201*10612046劉宜彬集裝箱碼頭管理課程論文

起重機(jī)作為堆場(chǎng)設(shè)備的自動(dòng)化集裝箱碼頭。與一般的輪胎式龍門起重機(jī)相比，該碼頭采用的全自動(dòng)輪胎式龍門起重機(jī)具有精度高、對(duì)位準(zhǔn)、穩(wěn)定性好、自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn)，且具備自動(dòng)糾偏、光電控制、液壓汽缸防搖等功能。此外，該碼頭采用智能道口系統(tǒng)光學(xué)字符識(shí)別（OCR）技術(shù)和無線射頻識(shí)別（FRID）技術(shù)，結(jié)合電子信息提示牌、閘道系統(tǒng)、道口自助終端系統(tǒng)等多重設(shè)施，可實(shí)現(xiàn)集卡車號(hào)及集裝箱箱號(hào)的自動(dòng)采集。1.3荷蘭鹿特丹港Euromax集裝箱碼頭

荷蘭鹿特丹港Euromax集裝箱碼頭是歐洲集裝箱碼頭公司（ECT）與A.P.穆勒馬士基公司聯(lián)合興建的新型全自動(dòng)集裝箱碼頭。Euromax碼頭1期工程于201*年6月竣工，同年9月5日正式投產(chǎn)運(yùn)營。該碼頭占地面積84萬m2，岸線長1500m，年吞吐能力約230萬TEU。Euromax碼頭采用德國Dematic公司的Dynacore導(dǎo)航軟件對(duì)自動(dòng)導(dǎo)引車進(jìn)行導(dǎo)航和控制，并采用美國Navis公司的信息自動(dòng)化軟件對(duì)碼頭進(jìn)行管理。碼頭前沿配備的雙40英尺雙小車岸橋吊具下起重量達(dá)100t，外伸距64m，起升高度46m；堆場(chǎng)內(nèi)每個(gè)箱區(qū)設(shè)有1條自動(dòng)導(dǎo)引車通道；堆場(chǎng)設(shè)備采用全自動(dòng)軌道式龍門起重機(jī)，可堆5過6，跨10列集裝箱。

道相互交叉的情況下，自動(dòng)導(dǎo)引車不僅可以直行，而且可以轉(zhuǎn)彎、環(huán)行，還可在軌道式龍門起重機(jī)的門腿間進(jìn)行裝卸作業(yè)。2.2岸橋拖掛車全自動(dòng)棧橋式起重機(jī)

該工藝采用全自動(dòng)棧橋式起重機(jī)，裝卸過程簡單，易于實(shí)現(xiàn)裝卸自動(dòng)化，且維修方便。新加坡港巴西班讓（PasirPanjang）碼頭采用的就是這種裝卸工藝。

2.3岸橋高架式軌道運(yùn)輸系統(tǒng)全自動(dòng)軌道式龍門起重機(jī)

該工藝采用岸橋?qū)⒓�裝箱提升到過泊平臺(tái)上，軌道運(yùn)輸車運(yùn)行至岸橋后伸距下的卸箱點(diǎn)接箱，然后根據(jù)自動(dòng)調(diào)度系統(tǒng)的指示將集裝箱通過高架軌道運(yùn)至堆場(chǎng)交接點(diǎn)。該工藝主要有以下特點(diǎn)：（1）采用高架式軌道運(yùn)輸系統(tǒng)取代水平運(yùn)輸設(shè)備，避免對(duì)地面交通造成干擾；（2）集裝箱通過堆場(chǎng)兩端的交接.

3新型裝卸工藝下的裝卸船作業(yè)

隨著集裝箱船舶的不斷大型化，對(duì)港口的要求已不僅是航道水深，更重要的是具有高效快捷的裝卸工藝系統(tǒng)和較短的在港停留時(shí)間。為滿足快裝快卸的要求，新型裝卸船作業(yè)出現(xiàn)了一些變化，主要有三個(gè)方面，一是出現(xiàn)了標(biāo)志著岸橋大型化和高速化的雙40英尺岸橋;二是雙小車岸橋裝卸工藝得到迅速發(fā)展，尤其是出現(xiàn)了雙40英尺雙小車岸橋;三是出現(xiàn)了以多補(bǔ)缺的雙側(cè)卸船的新型卸船形式。3.1雙40英尺岸橋

雙40英尺岸橋的特點(diǎn)是吊具下可同時(shí)起吊2個(gè)40英尺或4個(gè)20英尺集裝箱。普通集裝箱岸橋一次只能吊1個(gè)40英尺箱或2

個(gè)20英尺箱。理論計(jì)算這種新型的雙40英

尺岸橋單臺(tái)裝卸效率比普通集裝箱岸橋高50%以上。雙40英尺岸橋具有2套獨(dú)立的起升系統(tǒng)以適應(yīng)一次裝卸2個(gè)40英尺集裝箱，或裝卸4個(gè)20英尺集裝箱，也可以起吊2個(gè)質(zhì)量達(dá)65t的20英尺集裝箱。上海振華港口機(jī)械(集團(tuán))股份有限公司研制成功的雙40英尺岸橋泊201*年首臺(tái)在上海港外高橋五期工程成功應(yīng)用以來已得到世界各個(gè)大型集裝箱港口的認(rèn)可并廣泛使用。

3.2雙40英尺雙小車岸橋，雙40英尺

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圖1荷蘭鹿特丹港自動(dòng)化碼頭的平面布局示意

2自動(dòng)化集裝箱碼頭的裝卸工藝

2.1岸橋自動(dòng)導(dǎo)引車全自動(dòng)軌道式或輪胎式龍門起重機(jī)

該工藝采用自動(dòng)導(dǎo)引車搬運(yùn)集裝箱，堆場(chǎng)內(nèi)的每個(gè)箱區(qū)均設(shè)有1條自動(dòng)導(dǎo)引車通道，自動(dòng)導(dǎo)引車通道相互平行或相互交叉。在通道相互平行的情況下，自動(dòng)導(dǎo)引車在箱區(qū)內(nèi)沿通道直行，從而使堆存空間得到最大利用，并可提高自動(dòng)化系統(tǒng)的靈活性；在通

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雙小車岸橋是繼雙小車岸橋和雙40英尺岸橋之后，為迎接航運(yùn)界進(jìn)入超巴拿馬時(shí)代快速裝卸的又一產(chǎn)物。雙40英尺雙小車岸橋是綜合了雙40英尺岸橋和雙小車岸橋的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)克服了二者的不足，在此基礎(chǔ)上開發(fā)出來的超大型新型集裝箱岸橋。理論上這種新型岸橋裝卸效率可達(dá)90-100自然箱/h。雙40英尺雙小車岸橋的兩個(gè)小車一高一低。前小車和雙40英尺岸橋一樣可一次性將2個(gè)40英尺集裝箱自船上吊至中轉(zhuǎn)平臺(tái)上。由于船和中轉(zhuǎn)平臺(tái)上的2個(gè)并排40英尺箱是有規(guī)則地掃瞰的，因此小車的兩個(gè)吊具可以十分方便地進(jìn)行對(duì)位和裝卸。前小車卸箱后即返身進(jìn)行第二個(gè)操作，它的生產(chǎn)率即是起重機(jī)的生產(chǎn)率。雙40英尺雙小車岸橋的主小車的起升高度在40m以上，便于對(duì)大船進(jìn)行裝卸作業(yè);后小車起升高度低于15m,主要用作自中轉(zhuǎn)平臺(tái)取箱并將箱裝在停在碼頭上的集裝箱牽引車上。后小車設(shè)計(jì)的速度快于前小車。上海振華港口機(jī)械(集團(tuán))股份有限公司研制的雙40英尺雙小車岸橋已在青島港投入使用。3.3雙側(cè)御船形式

雙40英尺岸橋和雙40英尺雙小車岸橋雖保證了極高的裝卸船效率，但造價(jià)昂貴，維修費(fèi)用高，這對(duì)于一般的中小型集裝箱碼頭來說無法得到迅速普及，而船舶大型化后，裝卸時(shí)間卻不能成比例增加。要縮短裝卸時(shí)間，除了靠先進(jìn)技術(shù)提高單機(jī)作業(yè)效率外，還可以“以量補(bǔ)拙”即增加同時(shí)作業(yè)的岸橋數(shù)量。對(duì)后者而言，又有兩條途徑，一是盡量減小岸橋沿軌道方向的寬度，二是在船的兩側(cè)同時(shí)裝卸，如荷蘭阿姆斯特丹CERES公司在建的挖入式集裝箱碼頭即是1例，該碼頭類似1個(gè)船塢，船開進(jìn)后，布置在兩側(cè)的9合岸橋可同時(shí)作業(yè)。如此一來，則可實(shí)現(xiàn)以多補(bǔ)缺，大大地縮短了裝卸船時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率。

4新型裝卸工藝下的堆場(chǎng)作業(yè)

先進(jìn)科技的發(fā)展，集裝箱碼頭的自動(dòng)化運(yùn)轉(zhuǎn)技術(shù)、設(shè)備和控制軟件得到了重視和發(fā)展。人們意識(shí)到集裝箱堆場(chǎng)的自動(dòng)化運(yùn)轉(zhuǎn)是穩(wěn)定可靠的提高碼頭通過能力和服務(wù)水平、降低運(yùn)營成本行之有效的方法。就目前已建

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成的自動(dòng)化碼頭來說，主要的新工藝有:

4.1行架式（橋梁式）自動(dòng)化場(chǎng)橋與軌道式龍門吊

配合新加坡巴西班讓集裝箱碼頭的堆場(chǎng)設(shè)備采用了行架式自動(dòng)化場(chǎng)橋，這種場(chǎng)橋可堆高8個(gè)集裝箱，跨9個(gè)集裝箱，堆場(chǎng)內(nèi)將自動(dòng)化場(chǎng)橋與軌道龍門吊相結(jié)合，完成港口堆區(qū)的集裝箱作業(yè)，實(shí)現(xiàn)堆場(chǎng)作業(yè)自動(dòng)化。自動(dòng)化場(chǎng)橋負(fù)責(zé)處理中轉(zhuǎn)箱，集卡在自動(dòng)化場(chǎng)橋的跨下裝卸集裝箱(3車道);軌道龍門吊(堆8過9)用于處理非中轉(zhuǎn)箱，人工操作，集卡在軌道龍門吊的兩側(cè)裝卸集裝箱。自動(dòng)化場(chǎng)橋共有6條作業(yè)線，每條線分為5個(gè)block;每個(gè)block配置兩合小車，每合小車有自己的工作區(qū)域，每個(gè)操作人員可同時(shí)操作4-5合場(chǎng)橋小車。場(chǎng)橋小車之間裝有防撞設(shè)施，該種裝卸工藝在場(chǎng)橋小車發(fā)生故障后，可以將場(chǎng)橋小車從作業(yè)區(qū)域移開，進(jìn)行維修而不耽誤堆區(qū)內(nèi)的作業(yè)。該自動(dòng)化場(chǎng)橋工藝有以下特點(diǎn):場(chǎng)橋代替了吊具的大車，節(jié)約能源;大大節(jié)約了人力成本，一個(gè)堆區(qū)8合機(jī)，僅需兩個(gè)人員操作;裝卸過程簡單，裝卸過程優(yōu)化易于實(shí)現(xiàn);維修方便，不會(huì)影響堆場(chǎng)的作業(yè)。

4.2自動(dòng)搬運(yùn)車(AGV)與軌道式龍門吊配合

國外先進(jìn)港口如荷蘭的鹿特丹港、德國的漢堡港等對(duì)于世界先進(jìn)的集裝箱裝卸工藝已有大量采用自動(dòng)控制方式的實(shí)踐。新型的岸邊集裝箱裝卸設(shè)備，配備碼頭自動(dòng)化程度很高的軌道式場(chǎng)地起重機(jī)以及集裝箱自動(dòng)承臺(tái)車系統(tǒng)，可以在控制上更加輕便、準(zhǔn)確。使集裝箱裝卸工藝真正走向環(huán)保型的道路。自動(dòng)化碼頭堆場(chǎng)需要將碼頭內(nèi)的集裝箱水平運(yùn)輸和到港送箱、提箱的集裝箱卡車運(yùn)行有效隔開。自動(dòng)搬運(yùn)車是無人駕駛的沿環(huán)形軌道運(yùn)行的集裝箱搬運(yùn)小車，它由龍門吊司機(jī)或另外專設(shè)的控制室進(jìn)行遙控。其軌道有單軌和雙軌兩種布置方式，軌道線通過裝卸橋和龍門吊的機(jī)腿間呈環(huán)狀敷設(shè)，沿著這一軌道繞場(chǎng)地回轉(zhuǎn)運(yùn)行。為了能使岸邊裝卸橋連續(xù)工作，自動(dòng)搬運(yùn)車通常需要配多合卜般為6-8合)，且龍門吊的工作循環(huán)時(shí)間要比裝卸橋的工作循環(huán)時(shí)間短，以保證裝卸橋連續(xù)不斷地工作而不使裝卸船作業(yè)停頓。自動(dòng)201*10612046劉宜彬集裝箱碼頭管理課程論文

搬運(yùn)車是目前國際上最先進(jìn)的水平運(yùn)輸系統(tǒng)具有高效、經(jīng)濟(jì)、準(zhǔn)確和易于實(shí)現(xiàn)集裝箱裝卸自動(dòng)化優(yōu)點(diǎn)，適用于集裝箱運(yùn)量大，勞動(dòng)力成本高的大型集裝箱樞紐港，如荷蘭鹿特丹港的ECT-Sealan碼頭、德國漢堡港HHLA-CTA碼頭都是采用的該工藝方式;起重機(jī)配置采用高低兩個(gè)平行的劃菌龍門吊，碼頭前沿和堆場(chǎng)之間集裝箱的水平運(yùn)輸通過AGV來實(shí)現(xiàn)。而象上海港外高橋碼頭的集裝箱全自動(dòng)化無人堆場(chǎng)采用了最新的一種集裝箱裝卸工藝和裝卸系統(tǒng)新型全自動(dòng)化高低架軌道龍門吊接力式裝卸系統(tǒng)，并開發(fā)出適合自身需要的新型RMG(高低架軌道龍門吊)關(guān)鍵技術(shù):實(shí)現(xiàn)了八繩防搖技術(shù)、RMG自動(dòng)定位技術(shù)的創(chuàng)新;在堆場(chǎng)裝卸系統(tǒng)中引入緩沖區(qū)(buffer)概念，解決了水平運(yùn)輸能力與垂直裝卸堆放能力的矛盾。

4.3高型機(jī)道吊(DRMG)和矮型軌道吊(C1-MG)接力式

專家預(yù)測(cè)，為提高碼頭競(jìng)爭力，集裝箱碼頭采用自動(dòng)化或者半自動(dòng)化運(yùn)轉(zhuǎn)系統(tǒng)的趨勢(shì)將會(huì)進(jìn)一步發(fā)展。一種以提高集裝箱堆場(chǎng)的作業(yè)效率與堆存能力，消除制約碼頭裝卸系統(tǒng)效率提高的瓶頸為目的的新型自動(dòng)化無人堆場(chǎng)工藝系統(tǒng)出現(xiàn)了。該系統(tǒng)以RMG為核心設(shè)備，通過緩沖平臺(tái)，進(jìn)行接力式裝卸作業(yè)，解決了軌道龍門吊和集卡的定位問題及兩者的作業(yè)平衡問題。本工藝方案采用的核心設(shè)備是一套全自動(dòng)、高低架軌道龍門吊接力式裝卸系統(tǒng)。集裝箱堆場(chǎng)每垛堆放區(qū)設(shè)置一合DRMG(高架軌道龍門吊)。作業(yè)時(shí)，一合CRMG(低架軌道龍門吊)與之配合，組成一條裝卸作業(yè)線。DRMG和CRMG在各自的軌道上運(yùn)行作業(yè)，二者大車運(yùn)行軌道相互垂直，互不干涉。在每條堆放線兩端與集卡運(yùn)行區(qū)之間，設(shè)有集裝箱中轉(zhuǎn)平合。該平合具有特殊設(shè)計(jì)的導(dǎo)向斜面，便于集裝箱定位。DRMG在堆放線的箱區(qū)內(nèi)運(yùn)行，負(fù)責(zé)集裝箱的堆放、提取與翻箱作業(yè)。CRMG則負(fù)責(zé)將集卡上的集裝箱吊到中轉(zhuǎn)平白或者將中轉(zhuǎn)平臺(tái)上的集裝箱吊到集卡上。DRMG和CRMG通過中轉(zhuǎn)平臺(tái)，進(jìn)行接力式作業(yè)，可以高效完成集卡堆場(chǎng)之間的裝卸作業(yè)。這種新型堆場(chǎng)工藝系統(tǒng)具有以下

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優(yōu)點(diǎn):(1)易解決集卡與RMG之間的定位問

題，縮短裝卸箱時(shí)間。(2)平衡了集卡和RMG之間的作業(yè)效率。(3)實(shí)現(xiàn)了更高的安全性。(4)可以根據(jù)情況實(shí)時(shí)組織作業(yè)線。采用這種集裝箱自動(dòng)化堆場(chǎng)及堆場(chǎng)裝卸工藝，可以極大地提高裝卸速度，大大提高集裝箱堆場(chǎng)作業(yè)生產(chǎn)率。上海港外高橋集裝箱碼頭全自動(dòng)化無人堆場(chǎng)吸取了世界現(xiàn)有各集裝箱自動(dòng)化堆場(chǎng)的優(yōu)點(diǎn)，采用最近技術(shù)成果，研制成功這種裝卸集卡與堆存箱分別由高型軌道吊(DRMG)和矮型軌道吊(CRMG)通過地面固定臺(tái)座進(jìn)行中轉(zhuǎn)接力完成的新型堆場(chǎng)工藝系統(tǒng)，揭開了世界港口發(fā)展集裝箱堆場(chǎng)自動(dòng)化的新篇章。

表2自動(dòng)化堆場(chǎng)工藝系統(tǒng)性能指標(biāo)的比較

行架式場(chǎng)AGV與軌高低式軌道橋系統(tǒng)道龍門吊龍門吊系統(tǒng)系統(tǒng)高好好優(yōu)好中好中昂貴好好高優(yōu)中差優(yōu)高復(fù)雜優(yōu)高好差好好投資費(fèi)用工藝簡單性儲(chǔ)存能力裝卸效率自動(dòng)化性機(jī)動(dòng)性降低維修費(fèi)與鐵路接運(yùn)5新型裝卸工藝下的水平作業(yè)

5.1新型集裝箱跨運(yùn)車裝卸工藝

跨運(yùn)車裝卸工藝的優(yōu)點(diǎn)是:作業(yè)靈活、機(jī)動(dòng)性強(qiáng)、裝卸效率高，根據(jù)作業(yè)量增減可隨時(shí)重新調(diào)配，不影響船舶裝卸，裝卸橋可將裝卸下的集裝箱直接放在門架下的跨運(yùn)車行車線上，無須準(zhǔn)確對(duì)位，因而有利于提高裝卸橋的卸船效率�？邕\(yùn)車裝卸工藝原本是一種接近運(yùn)轉(zhuǎn)作業(yè)的工藝方式。但在目前，為了充分發(fā)揮跨運(yùn)車裝卸工藝的長項(xiàng)而避其短處，一些過去采用純跨運(yùn)車裝卸工藝的集裝箱泊位，已逐漸演變?yōu)橥蠏燔嚺c跨運(yùn)車配合使用的工藝。這種新型跨運(yùn)車裝卸工藝的優(yōu)越性在于:輔助機(jī)型少，只需配備拆裝箱所需的1.2噸小型叉車;水平運(yùn)輸使用了拖掛車，跨運(yùn)車僅負(fù)責(zé)堆場(chǎng)上拆碼垛，大大提高跨運(yùn)車的完好率;在距離碼頭岸線1201*10612046劉宜彬集裝箱碼頭管理課程論文

米以內(nèi)的前方堆場(chǎng)上，可用跨運(yùn)車擔(dān)負(fù)拆碼垛和水平運(yùn)輸，既可保證裝卸橋的臺(tái)時(shí)效率，又可提高裝卸船速度;可根據(jù)泊位的通過能力比例配備跨運(yùn)車和拖掛車臺(tái)數(shù)，使機(jī)械的利用率進(jìn)一步提高。

5.2集裝箱施掛車的新型裝卸工藝

目前，專用集裝箱碼頭裝卸工藝系統(tǒng)的水平運(yùn)輸主要使用集裝箱拖掛車，集裝箱牽引拖掛車經(jīng)濟(jì)適宜，一般情況下，集裝箱裝卸橋與集裝箱牽引拖掛車的配置比例為1:5，而每臺(tái)集箱裝牽引拖掛車的投資僅約為5.5萬美元。

(1)雙集裝箱拖掛車方案

針對(duì)高效岸橋雙40英尺吊具下多箱作業(yè)的特點(diǎn)，將集裝箱拖掛車成對(duì)并列等候在高效岸邊集裝箱裝卸橋裝卸區(qū)，完成裝卸后根據(jù)生產(chǎn)調(diào)度繼續(xù)下一循環(huán)。

(2)雙層集裝箱拖掛車方案采用雙層集裝箱拖掛車，即拖掛車上可以堆放2層集裝箱，可同時(shí)拖運(yùn)2個(gè)40英尺集裝箱或4個(gè)20英尺集裝箱，堆場(chǎng)設(shè)備與普通集裝箱拖掛車方案相同，雙層集裝箱拖掛車如圖6所示，其具體工藝流程類似于雙集裝箱拖掛車方案。5.3AGV新型裝卸工藝

自動(dòng)導(dǎo)引車AGV(AutomaticGuidedVehicle,AGA),

是自動(dòng)化運(yùn)轉(zhuǎn)的水平運(yùn)輸設(shè)備，能夠通過網(wǎng)絡(luò)、無線或紅外設(shè)備接受指令，自動(dòng)導(dǎo)引、自動(dòng)行駛、優(yōu)化路線、自動(dòng)作業(yè)、安全避碰、自動(dòng)診斷，實(shí)現(xiàn)了智能化�，F(xiàn)代AGV都是由計(jì)算

機(jī)控制的。在鹿特丹的三角洲海陸碼頭，50合AGV能無人駕駛裝載集裝箱從裝卸橋下駛往堆場(chǎng)起重機(jī)旁。一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)控制這批AGV和25臺(tái)自動(dòng)堆垛起重機(jī)。又如漢堡港購置了35白AGV，應(yīng)用于CTA碼頭前沿與堆場(chǎng)之間的運(yùn)輸。漢堡港的半自動(dòng)化集裝箱碼頭前沿安裝上上海振華港口機(jī)械制造公司(ZPMC)生產(chǎn)的7合超巴拿馬型集裝箱裝卸橋，在裝卸橋上裝備了西門子控制系統(tǒng)，將集裝箱作業(yè)信息反饋給Navis碼頭操作系統(tǒng)。主吊小車在船舶和設(shè)在裝卸橋高處的中繼平臺(tái)間運(yùn)送集裝箱，在那里交

5

由第2合起重小車可按設(shè)定的路線行駛，可

以周期性地判斷位置和方向，防止碰撞。其技術(shù)參數(shù)為:定位精度:20mm;平均轉(zhuǎn)向半徑:7.4m;驅(qū)動(dòng)方式:柴油機(jī)液壓。

6結(jié)束語

通過對(duì)上述的當(dāng)今集裝箱碼頭的多種新型自動(dòng)化裝卸工藝進(jìn)行分析，我們不難看出依靠高科技新技術(shù)改進(jìn)碼頭設(shè)備設(shè)施、采取新型工藝系統(tǒng)以新革舊是集裝箱碼頭裝卸工藝發(fā)展的趨勢(shì)，是提高碼頭生產(chǎn)效率的保證，是滿足船舶大型化、物流高速化的條件。目前自動(dòng)化集裝箱碼頭的技術(shù)和設(shè)備已逐步發(fā)展成熟，現(xiàn)有自動(dòng)化集裝箱碼頭的運(yùn)營也已達(dá)到預(yù)期效果。雖然說成熟的技術(shù)仍然是當(dāng)今港口裝卸運(yùn)輸?shù)闹髁鳎�但�?duì)不斷出現(xiàn)的集裝箱碼頭裝卸工藝上的新形式、新設(shè)想，我們應(yīng)給予足夠的關(guān)注，正確認(rèn)識(shí)先進(jìn)與實(shí)用的關(guān)系，并在條件允許下局部進(jìn)行一些新的工藝模式的探索或嘗試。畢竟，創(chuàng)新是港口發(fā)展的靈魂。我們只有不斷通過思維創(chuàng)新，技術(shù)創(chuàng)新，工藝創(chuàng)新，管理創(chuàng)新，才能躋身于世界先進(jìn)港口的前列。實(shí)踐證明，采用自動(dòng)化技術(shù)和設(shè)備可有效提高碼頭吞吐能力，緩解碼頭作業(yè)壓力，并且自動(dòng)化集裝箱碼頭的建設(shè)投資較大，但運(yùn)營成本較低，增加的投資能夠得到相應(yīng)補(bǔ)償。

參考文獻(xiàn)

[1]王偉,姚振強(qiáng),包起帆.自動(dòng)化堆場(chǎng)集裝箱先進(jìn)裝卸工藝的探討(U),機(jī)械設(shè)計(jì)與研究,201*(2)84-87

[2]趙彥虎.新型自動(dòng)化集裝箱碼頭裝卸工藝系統(tǒng)研究(J),港口裝卸,201*

[3]楊瑞,謝文寧.自動(dòng)化集裝箱碼頭的裝卸工藝及設(shè)備(J),集裝箱化,201*(3)2-

擴(kuò)展閱讀：集裝箱碼頭的新型自動(dòng)化裝卸工藝的研究改

201*10612046劉宜彬集裝箱碼頭管理課程論文

集裝箱碼頭的新型自動(dòng)化裝卸工藝的研究

摘要：闡述了新型自動(dòng)化集裝箱岸橋的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)、工作過程以及集裝箱堆場(chǎng)自動(dòng)化堆存若干關(guān)鍵技術(shù)問題,參考了國外的碼頭的實(shí)例提出了基于自動(dòng)化倉儲(chǔ)技術(shù)的新型自動(dòng)化集裝箱裝卸工藝。關(guān)鍵詞：岸橋；自動(dòng)化堆場(chǎng)；集裝箱；裝卸工藝

ResearchonHandlingProcessesofaNewTypeofAutomation

ContainerTerminal

Abstract:Thisarticlestatesthequaysidecontainergantrycraneinaspectsofstructure,characteristicandworkprocess,discussessomekeytechnologiesinautomaticstackandstorageincontainerstackyard.Referencedtotheforeigncases,sothatanewkindofautomaticcontainerhandlingprocessbasedonautomaticinventorytechnologyisputtedforward.

Keywords:quaysidecontainergantrycrane;automaticstackyard;container;handlingprocess

引言

集裝箱運(yùn)輸是在國際貿(mào)易中發(fā)展起來的一種高效率、大規(guī)模生產(chǎn)的運(yùn)輸工藝。這種新的運(yùn)輸方式，具有如下的優(yōu)點(diǎn):(1)最有效地提高件貨的裝卸效率;(2)船舶裝卸實(shí)現(xiàn)全天候作業(yè);(3)充分利用了貨物堆存場(chǎng)地的面積和空間，基本取消了倉庫;(4)實(shí)現(xiàn)了“門”到“門”的貨運(yùn)，降低運(yùn)輸成本，減少了貨損貨差;(5)縮短貨物運(yùn)輸時(shí)間。由于集裝箱運(yùn)輸具有上述優(yōu)越性，使其得到高速發(fā)展。集裝箱碼頭是海陸聯(lián)運(yùn)的樞紐。集裝箱碼頭裝卸工藝是在集裝箱從卸船到離港與從進(jìn)港到裝船的搬運(yùn)過程中采用的工藝流程、裝卸搬運(yùn)機(jī)械類型及其相互配合作業(yè)的方式。

為適應(yīng)集裝箱吞吐量快速增長的需要和集裝箱船舶大型化的趨勢(shì)，進(jìn)一步縮短船舶靠泊時(shí)間，降低碼頭、船東及貨主等的單箱成本，各港口都在裝卸工藝方面進(jìn)行了探索，取得了豐富經(jīng)驗(yàn)。集裝箱裝卸工藝的選擇要根據(jù)碼頭具體情況，集裝箱碼頭相對(duì)一般件雜貨碼頭，其最突出的優(yōu)點(diǎn)是作業(yè)的高效性，而裝卸工藝是碼頭作業(yè)高效的保證。因此，集裝箱碼頭的新型裝卸工藝，是港口內(nèi)涵擴(kuò)大再生產(chǎn)的重要手段，是順利提高碼頭生產(chǎn)效率的前提。

集裝箱碼頭裝卸工藝系統(tǒng)一般由裝卸船作業(yè)、堆場(chǎng)作業(yè)和水平作業(yè)三部份組成。

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1國外自動(dòng)化集裝箱碼頭的發(fā)展現(xiàn)狀

1.1德國漢堡港CTA集裝箱碼頭

德國漢堡港CTA集裝箱碼頭建于1999年，1期工程于201*年建成投產(chǎn)。為了提高作業(yè)效率和服務(wù)水平，降低勞動(dòng)力成本，增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭力，CTA碼頭順應(yīng)集裝箱碼頭自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)，采用先進(jìn)的裝卸設(shè)備，實(shí)現(xiàn)碼頭作業(yè)自動(dòng)化。CTA碼頭岸線長約1400m，占地面積85萬m2，共有4個(gè)泊位，年吞吐能力190萬TEU；堆場(chǎng)沿與岸線垂直的方向能堆放22列集裝箱，堆高4層，堆存能力30萬TEU；碼頭前沿配備14臺(tái)超級(jí)超巴拿馬型岸橋，可快速裝卸大型集裝箱船；鐵路作業(yè)區(qū)有6條長700m的平行裝卸作業(yè)車道，配備4臺(tái)跨6條車道的軌道式龍門起重機(jī)，可進(jìn)行鐵路裝卸作業(yè)。

1.2日本名古屋港Tobishima集裝箱碼頭

名古屋港Tobishima集裝箱碼頭是日本首個(gè)全自動(dòng)集裝箱碼頭，也是目前公認(rèn)的世界上最先進(jìn)的自動(dòng)化集裝箱碼頭之一。該碼頭共有2個(gè)泊位，分別于201*年12月和201*年12月投入運(yùn)營。由于日本為多地震國家，其集裝箱碼頭的結(jié)構(gòu)和設(shè)備均采用強(qiáng)化抗震的設(shè)計(jì)工藝，以減小地震危害。Tobishima碼頭前沿共配備6臺(tái)超巴拿馬型岸橋，水平運(yùn)輸采用自動(dòng)導(dǎo)引車，堆場(chǎng)采用全自動(dòng)輪胎式龍門起重機(jī)。Tobishima碼頭是目前世界上唯一采用全自動(dòng)輪胎式龍門201*10612046劉宜彬集裝箱碼頭管理課程論文

起重機(jī)作為堆場(chǎng)設(shè)備的自動(dòng)化集裝箱碼頭。與一般的輪胎式龍門起重機(jī)相比，該碼頭采用的全自動(dòng)輪胎式龍門起重機(jī)具有精度高、對(duì)位準(zhǔn)、穩(wěn)定性好、自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn)，且具備自動(dòng)糾偏、光電控制、液壓汽缸防搖等功能。此外，該碼頭采用智能道口系統(tǒng)光學(xué)字符識(shí)別（OCR）技術(shù)和無線射頻識(shí)別（FRID）技術(shù)，結(jié)合電子信息提示牌、閘道系統(tǒng)、道口自助終端系統(tǒng)等多重設(shè)施，可實(shí)現(xiàn)集卡車號(hào)及集裝箱箱號(hào)的自動(dòng)采集。1.3荷蘭鹿特丹港Euromax集裝箱碼頭

荷蘭鹿特丹港Euromax集裝箱碼頭是歐洲集裝箱碼頭公司（ECT）與A.P.穆勒馬士基公司聯(lián)合興建的新型全自動(dòng)集裝箱碼頭。Euromax碼頭1期工程于201*年6月竣工，同年9月5日正式投產(chǎn)運(yùn)營。該碼頭占地面積84萬m2，岸線長1500m，年吞吐能力約230萬TEU。Euromax碼頭采用德國Dematic公司的Dynacore導(dǎo)航軟件對(duì)自動(dòng)導(dǎo)引車進(jìn)行導(dǎo)航和控制，并采用美國Navis公司的信息自動(dòng)化軟件對(duì)碼頭進(jìn)行管理。碼頭前沿配備的雙40英尺雙小車岸橋吊具下起重量達(dá)100t，外伸距64m，起升高度46m；堆場(chǎng)內(nèi)每個(gè)箱區(qū)設(shè)有1條自動(dòng)導(dǎo)引車通道；堆場(chǎng)設(shè)備采用全自動(dòng)軌道式龍門起重機(jī)，可堆5過6，跨10列集裝箱。

龍門起重機(jī)的門腿間進(jìn)行裝卸作業(yè)。2.2岸橋拖掛車全自動(dòng)棧橋式起重機(jī)

該工藝采用全自動(dòng)棧橋式起重機(jī)，裝卸過程簡單，易于實(shí)現(xiàn)裝卸自動(dòng)化，且維修方便。新加坡港巴西班讓（PasirPanjang）碼頭采用的就是這種裝卸工藝。

2.3岸橋高架式軌道運(yùn)輸系統(tǒng)全自動(dòng)軌道式龍門起重機(jī)

該工藝采用岸橋?qū)⒓�裝箱提升到過泊平臺(tái)上，軌道運(yùn)輸車運(yùn)行至岸橋后伸距下的卸箱點(diǎn)接箱，然后根據(jù)自動(dòng)調(diào)度系統(tǒng)的指示將集裝箱通過高架軌道運(yùn)至堆場(chǎng)交接點(diǎn)。該工藝主要有以下特點(diǎn)：（1）采用高架式軌道運(yùn)輸系統(tǒng)取代水平運(yùn)輸設(shè)備，避免對(duì)地面交通造成干擾；（2）集裝箱通過堆場(chǎng)兩端的交接.

3新型裝卸工藝下的裝卸船作業(yè)

隨著集裝箱船舶的不斷大型化，對(duì)港口的要求已不僅是航道水深，更重要的是具有高效快捷的裝卸工藝系統(tǒng)和較短的在港停留時(shí)間。為滿足快裝快卸的要求，新型裝卸船作業(yè)出現(xiàn)了一些變化，主要有三個(gè)方面，一是出現(xiàn)了標(biāo)志著岸橋大型化和高速化的雙40英尺岸橋;二是雙小車岸橋裝卸工藝得到迅速發(fā)展，尤其是出現(xiàn)了雙40英尺雙小車岸橋;三是出現(xiàn)了以多補(bǔ)缺的雙側(cè)卸船的新型卸船形式。3.1雙40英尺岸橋

雙40英尺岸橋的特點(diǎn)是吊具下可同時(shí)起吊2個(gè)40英尺或4個(gè)20英尺集裝箱。普通集裝箱岸橋一次只能吊1個(gè)40英尺箱或2個(gè)20英尺箱。理論計(jì)算這種新型的雙40英尺岸橋單臺(tái)裝卸效率比普通集裝箱岸橋高50%以上。雙40英尺岸橋具有2套獨(dú)立的

圖1荷蘭鹿特丹港自動(dòng)化碼頭的平面布局示意

2自動(dòng)化集裝箱碼頭的裝卸工藝

2.1岸橋自動(dòng)導(dǎo)引車全自動(dòng)軌道式或輪胎式龍門起重機(jī)

該工藝采用自動(dòng)導(dǎo)引車搬運(yùn)集裝箱，堆場(chǎng)內(nèi)的每個(gè)箱區(qū)均設(shè)有1條自動(dòng)導(dǎo)引車通道，自動(dòng)導(dǎo)引車通道相互平行或相互交叉。在通道相互平行的情況下，自動(dòng)導(dǎo)引車在箱區(qū)內(nèi)沿通道直行，從而使堆存空間得到最大利用，并可提高自動(dòng)化系統(tǒng)的靈活性；在通道相互交叉的情況下，自動(dòng)導(dǎo)引車不僅可以直行，而且可以轉(zhuǎn)彎、環(huán)行，還可在軌道式

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